專利名稱：混合動力電動車燃油發(fā)電機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬混合動力電動車，特別涉及一種混合動力電動車燃油發(fā)電機組的設(shè)計和制造。
背景技術(shù)：
目前的混合動力電動車燃油發(fā)電機組，由燃油發(fā)動機、起動電動機及發(fā)電機構(gòu)成， 其工作原理是當(dāng)電動車行駛到車載蓄電池組電力不足時，起動電機將起動燃油發(fā)動機，燃油發(fā)動機起動后帶動發(fā)電機工作，發(fā)出的電能一方面供給驅(qū)動電機使用，二方面將電能供給蓄電池組充電，使混合動力車能連續(xù)行駛。因此它具有遠距離行駛的優(yōu)點，得到用戶的喜愛。故此現(xiàn)有的混合動力電動車燃油發(fā)電機組都同時配置有一臺起動電動機和一臺發(fā)電機來配合燃油發(fā)動機使用。如果能將發(fā)電機和起動電機合為一體成為雙功能電機，它既是起動的電動機又是發(fā)電的發(fā)電機，這樣既可以減少有色金屬的消耗量，又簡化了生產(chǎn)工藝，降低制造成本。同時能減輕車身的重量，降低混合動力電動車能量的消耗。設(shè)計一種具有雙功能電機的混合動力電動車燃油發(fā)電機組將會得到混合動力電動車生產(chǎn)廠家及廣大用戶的歡迎。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種混合動力電動車燃油發(fā)電機組，以克服目前混合動力電動車燃油發(fā)電機組存在的不足。為了實現(xiàn)上述的目的本發(fā)明的技術(shù)方案是其特征在于在燃油發(fā)動機曲軸的一端上設(shè)置有雙功能電機2 ；所述的雙功能電機2既是起動電動機又是發(fā)電機，它通過所設(shè)置的功能轉(zhuǎn)換器7和起動控制器8對燃油發(fā)動機進行起動、發(fā)電和充電的控制；該雙功能電機2每相的定子11的極對11-1上還安裝有一個霍爾元件3，對雙功能電機2進行控制；所述的三相繞組12其定子11的極對11-1上只繞有一組線圈，每個線圈跨兩個極對，線圈與線圈間隔一個極對；所述的雙功能電機2上的三個的霍爾元件3的al、bl和cl端相互連接后與所設(shè)置的起動控制器8的地極VO端連接，霍爾元件3的a2、b2和c2端相互連接后與所設(shè)置起動控制器8的VC端連接，霍爾元件3的a3、b3和c3端分別與所設(shè)置的起動控制器8的a0、b0和cO端對應(yīng)連接，該起動控制器8另一邊分別有五條出線，一條與地極VO 連接，另一條分別與開關(guān)Kl的一端、繼電器J1、J2—端相連接，其余三條出線分別與繼電器 J2的觸點A3、B3和C3連接；該繼電器J2的觸點A2、B2和C2分別與三相整流器4的AO、 BO和CO連接，該三相整流器4另一端有兩條出線，一條與蓄電池組5的正極、繼電器Jl-I 一端的觸點連接，另一條出線與蓄電池組5的負極連接后再與地極VO連接；該繼電器J2的觸點Al、Bl和Cl分別與燃油發(fā)動機的雙功能電機2的三相繞組L1、L2和L3的一端連接， 而雙功能電機2的三相繞組L1、L2和L3另一端相互連接后再與繼電器Jl-I另一端的觸點連接；繼電器Jl和J2另一端分別連接后再與地極VO相連接；開關(guān)Kl另一端與12V電池正極連接，12V電池的負極與地極VO連接。
采用上述措施的本發(fā)明具有減輕重量、降低能量的消耗、降低制造成本、車輛控制方便和行駛安全的優(yōu)點。


圖1是現(xiàn)有的混合動力電動車燃油發(fā)電機組平面示意圖；圖2是本發(fā)明的混合動力電動車燃油發(fā)電機組平面示意圖；圖3是本發(fā)明的電路原理圖；圖4是本發(fā)明的起動控制器電路原理圖；圖5是本發(fā)明的電機繞組與功能轉(zhuǎn)換器和起動控制器連接的示意圖。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明再進一步詳細的說明。
具體實施例方式參考圖1和圖2，圖1是現(xiàn)有的混合動力電動車燃油發(fā)電機組平面示意圖，圖2是本發(fā)明的混合動力電動車燃油發(fā)電機組平面示意圖。從圖1和圖2清楚看到現(xiàn)有的燃油發(fā)電機組均配置有一臺起動電動機和一臺發(fā)電機，分別安裝在燃油發(fā)動機的兩端，而本發(fā)明只有一臺雙功能電機2安裝在燃油發(fā)動機的一端即可，這樣設(shè)計可以減輕身的重量和降低制造成本。參考圖3，圖3是本發(fā)明的電路原理圖，本發(fā)明是在與燃油發(fā)動機相連接的一端上設(shè)置有雙功能電機2，從圖3可看出所設(shè)置有雙功能電機2，包括三相整流器4、48V的蓄電池組5，為了使該雙功能電機2既是起動電動機又是發(fā)電機，并通過所設(shè)置的功能轉(zhuǎn)換器7 和起動控制器8對燃油發(fā)動機進行起動、發(fā)電和充電的控制。同時還在雙功能電機2每相的定子11的極對11-1上還安裝有一個霍爾元件3，對雙功能電機2進行控制。本發(fā)明的電路是這樣實現(xiàn)的該三個的霍爾元件3的al、bl和cl端相互連接后與所設(shè)置的起動控制器8 的地極VO端連接，霍爾元件3的a2、l32和c2端相互連接后與所設(shè)置起動控制器8的VC端連接，霍爾元件3的a3、b3和c3端分別與所設(shè)置的起動控制器8的a0、b0和cO端對應(yīng)連接，該起動控制器8另一邊分別有五條出線，一條與地極VO連接，另一條分別與開關(guān)Kl的一端、繼電器Jl、J2 —端相連接，其余三條出線分別與繼電器J2的觸點A3、B3和C3連接； 該繼電器J2的觸點A2、B2和C2分別與三相整流器4的Α0、Β0和CO連接，該三相整流器4 另一端有兩條出線，一條與蓄電池組5的正極、繼電器Jl-I 一端的觸點連接，另一條出線與蓄電池組5的負極連接后再與地極VO連接；該繼電器J2的觸點A1、B1和Cl分別與燃油發(fā)動機的雙功能電機2的三相繞組L1、L2和L3的一端連接，而雙功能電機2的三相繞組Li、 L2和L3另一端相互連接后再與繼電器Jl-I另一端的觸點連接；繼電器Jl和J2另一端分別連接后再與地極VO相連接；開關(guān)Kl另一端與12V電池正極連接，12V電池的負極與地極 VO連接。參考圖4，圖4是本發(fā)明的起動控制器電路原理圖。該圖4中的a、b和c是霍爾元件，Tl、T2和T3, T5、T6和T7, T9、TlO禾口 Tll是NPN小功率三極管，T4、T8和T12是PNP 小功率三極管，VA、VB和VC是V-MOS場效應(yīng)率管。該霍爾元件3的a、b和c分別固定在三相定子11的極對11-1上并與三相繞組3對應(yīng)。它是這樣實現(xiàn)的當(dāng)轉(zhuǎn)子上的磁極的N面對于a時，則a導(dǎo)通，從而通道Al的V-MOS場效應(yīng)率管導(dǎo)通，定子線圈Ll有電流通過，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推動力，推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。同理轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動到磁極N對應(yīng)于b時，通道Bl的V-MOS場效應(yīng)率管導(dǎo)通，定子線圈L2有電流通過，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推動力，繼續(xù)推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。同理轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動到磁極N對應(yīng)于c時，通道Cl的V-MOS場效應(yīng)率管導(dǎo)通，定子線圈L3有電流通過，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)推動力，繼續(xù)推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，如此循環(huán)，轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn)。參考圖5，圖5是本發(fā)明的電機繞組與功能轉(zhuǎn)換器和起動控制器連接的示意圖，從圖中看到雙功能電機2包括外轉(zhuǎn)子9、與外轉(zhuǎn)子9連在一起的永磁體10、定子11和安裝在定子極對11-1上的三相霍爾元件3。不同的燃油發(fā)動機組上配置的發(fā)電機的定子和轉(zhuǎn)子各有不相同，本實施例定子為12個極對，轉(zhuǎn)子為8個永磁極。燃油發(fā)動機組上配置的發(fā)電機的電壓等級也各有不相同，有12V、36V、48V和72V和^OV等。對于不同電壓等級的燃油發(fā)動機組上設(shè)置的雙功能電機2的繞組線圈的匝數(shù)是不相同的。本發(fā)明的實施例電壓為48V，它的繞組線圈的匝數(shù)設(shè)計為110-180匝。本發(fā)明三相繞組12其定子11的極對11-1上只繞有一組線圈，每個線圈跨兩個極對，線圈與線圈間隔一個極對，分別首尾連接。首端分別與所設(shè)置的功能轉(zhuǎn)換器7的Al、Bl和Cl相連接，而尾端連接于0點，星形連接。該功能轉(zhuǎn)換器7的A1、B1和Cl分別與起動控制器8對應(yīng)連接外，該起動控制器8分別與三相整流器4 的AO、BO和CO對應(yīng)連接，該起動控制器8的a0、b0和c0與霍爾元件的a3、b3和c3連接， VC端與霍爾元件3的a2、l32和c2連接，地極VO與al、bl和cl連接，功能轉(zhuǎn)換器7和起動控制器8的電源為220V。本發(fā)明的工作原理燃油發(fā)動機組未起動時，繼電器Jl和J2未工作，其觸點 J2-l、J2-2和J2-3處于常閉狀態(tài)，開關(guān)上的A1、B1和Cl分別與A2、B2和C2接通。1.起動狀況當(dāng)起動燃油發(fā)動機組時，將按下開關(guān)K1，起動控制器8的繼電器Jl和J2接通12V電源，此時繼電器Jl的Jl-I工作，J2繼電器的J2-1、J2-2和J2-3動作分別將Al和A3、Bl 和B3、Cl和C3接通，雙功能電機2三相繞組通過起動控制器8接到蓄電池5上，起動控制器8根據(jù)三個霍爾元件的相位信號，在相應(yīng)的相位上接通相應(yīng)的線圈。從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩， 使雙功能電機轉(zhuǎn)動，并帶動燃油發(fā)動機轉(zhuǎn)動，達到起動燃油發(fā)動機的效果。2.發(fā)電狀況燃油發(fā)動機起動到正常轉(zhuǎn)動，此時松開手按開關(guān)K1，起動控制器5的繼電器Jl和J2均斷開電源，繼電器的J2-1、J2-2和J2-3三組觸點復(fù)位，觸點Al和A2、B1和B2、C1和C2分別復(fù)位接通。此時雙功能電機三相繞組在轉(zhuǎn)動磁場中發(fā)電。發(fā)出的交流電，經(jīng)繼電器J2各觸點 Al和A2、B1和B2、C1和C2直至三相整流器4，經(jīng)整流后供蓄電池組5充電及其它他方面使用。如果需要停機時，斷開燃油發(fā)動機的燃油供應(yīng)，燃油發(fā)動機停止轉(zhuǎn)動，在此同時，雙功能電機2停止轉(zhuǎn)動。本發(fā)明的電路原理圖中小功率三極管Tl至T12各可采用2N5551和2陽401型，場效應(yīng)功率管VA、VB和VC可采用75N75型，電阻RlO和Cl組成降壓濾波電路，為霍爾元件提供5V的工作電源。電阻Rl至RlO可以為5-20K。
權(quán)利要求
1.混合動力電動車燃油發(fā)電機組，包括燃油發(fā)動機(1)、三相整流器G)、蓄電池組 (5)、與外轉(zhuǎn)子(9)連在一起的永磁體(10)、定子(11)和三相繞組(12)，其特征在于在燃油發(fā)動機曲軸的一端上設(shè)置有雙功能電機O)；所述的雙功能電機O)既是起動電動機又是發(fā)電機，它通過所設(shè)置的功能轉(zhuǎn)換器(7)和起動控制器(8)對燃油發(fā)動機進行起動、發(fā)電和充電的控制；同時還在雙功能電機(2)每相的定子(11)的極對(11-1)上還安裝有一個霍爾元件(3)，對雙功能電機( 進行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力電動車燃油發(fā)電機組，其特征在于所述的三相繞組(12)其定子(11)的極對(11-1)上只繞有一組線圈，每個線圈跨兩個極對，線圈與線圈間隔一個極對。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力電動車燃油發(fā)電機組，其特征在于所述的雙功能電機( 上的三個的霍爾元件C3)的al、bl和cl端相互連接后與所設(shè)置的起動控制器(8) 的地極VO端連接，霍爾元件(3)的a2、b2和c2端相互連接后與所設(shè)置起動控制器(8)的 VC端連接，霍爾元件(3)的a3、b3和c3端分別與所設(shè)置的起動控制器(8)的a0、b0和cO 端對應(yīng)連接，該起動控制器(8)另一邊分別有五條出線，一條與地極VO連接，另一條分別與開關(guān)Kl的一端、繼電器J1、J2 —端相連接，其余三條出線分別與繼電器J2的觸點A3、B3和 C3連接；該繼電器J2的觸點A2、B2和C2分別與三相整流器⑷的Α0、Β0和CO連接，該三相整流器(4)另一端有兩條出線，一條與蓄電池組(5)的正極、繼電器Jl-I 一端的觸點連接，另一條出線與蓄電池組(5)的負極連接后再與地極VO連接；該繼電器J2的觸點A1、B1 和Cl分別與燃油發(fā)動機的雙功能電機O)的三相繞組Li、L2和L3的一端連接，而雙功能電機O)的三相繞組Li、L2和L3另一端相互連接后再與繼電器Jl-I另一端的觸點連接； 繼電器Jl和J2另一端分別連接后再與地極VO相連接；開關(guān)Kl另一端與12V電池正極連接，12V電池的負極與地極VO連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混合動力電動車燃油發(fā)電機組，它包括燃油發(fā)動機、三相整流器、蓄電池組、與外轉(zhuǎn)子連在一起的永磁體、定子和三相繞組，其特征在于在燃油發(fā)動機的一端上設(shè)置有雙功能電機；該雙功能電機既是起動電動機又是發(fā)電機，它通過所設(shè)置的功能轉(zhuǎn)換器和起動控制器對燃油發(fā)動機進行起動、發(fā)電和充電的控制，同時還在雙功能電機每相的定子的極對上還安裝有一個霍爾元件對雙功能電機進行控制。本發(fā)明具有減輕重量、降低能量的消耗、降低制造成本、車輛控制方便和行駛安全的優(yōu)點。
文檔編號F02B63/04GK102182554SQ20111009071
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者潘世澄 申請人:潘世澄